|
| |
 |
Электронные компоненты Мануалы в этом случае запас при выборе Ер обусловливается тем, что напряженность поля, которая может возникать в конденсаторе при действии перенапряжений в процессе эксплуатации (а также при кратковременных испытаниях), должна быть ниже значения Е„. Таким образом, если возможная кратность перенапряжений составляет fen, а запас, учитывающий разброс значений £„, - fea, то должно соблюдаться соотношение Ер<: (1-16) При пропитке или заливке конденсатора с твердым диэлектриком электроизоляционной жидкостью с использованием высокого вакуума значения Е„ могут оказаться достаточно высокими для того, чтобы выбранные по ним значения Ер оказались завышенными с точки зрения тепловой устойчивости конденсатора. Поэтому расчет, основанный на учете выбора Ер по соображениям об отсутствии ионизации, должен быть дополнен тепловым расчетом для проверки отсутствия опасного перегрева при выбранном значении Ер. Тепловой расчет особо важен при использовании конденсаторов в цепях переменного тока средних частот (1- 10 кгц), например, в электротермических установках. В области частот порядка 0,1-1 Мгц и выше, т. е. в области радиочастот, толщина диэлектрика выбирается по данным теплового расчета, так как значения Ер, соответствующие тепловому равновесию конденсатора, обычно ниже, чем значения Ер, которые можно допустить из расчета на отсутствие ионизации. При использовании форсированного охлаждения, например, водяного, даже при радиочастотах иногда приходится выбирать толщину диэлектрика из расчета на отсутствие ионизации. В керамических конденсаторах высокого напряжения выравниванием поля у краев обкладок устраняется возможность появления краевой короны практически вплоть до напряжения, при котором происходит перекрытие по закраине. Для обычных типов керамики, с закрытыми порами, остается опасность ионизации во внутренних порах, что ограничивает величину допускаемой Ер значениями 0,9-1,1 кв1мм*. * в системе СИ напряженность поля измеряется в в/ж. Для перевода в эту единицу значение Е, выраженное в квмм, нужно умножить на 10*. = При постоянном напряжении основной причиной старения органического диэлектрика являются возникающие в нем под воздействием постоянного поля электрохимические процессы. Повышение температуры заметно ускоряет эти процессы, постепенно разрушающие диэлектрик конденсатора. В неорганических диэлектриках при постоянном напряжении также наблюдаются процессы старения, хотя природа их иная. Эти процессы так же, как и в органических диэлектриках, усиливаются с , повышением температуры. В случае ионизационного старения при переменном напряжении можно установить определенную границу значения Ец, ниже которой старение не должно происходить. Существует такая величина минимального напряжения, порядка 250 е (эффективное значение), ниже которого иони- * зация не возникает, так как это значение соответствует минимальной величине пробивного напряжения воздуха; при напряжениях порядка 250е и ниже можно не опасаться развития ионизационных процессов. В случае электрохимического старения при постоянном напряжении такой границы для процесса старения нет, * поэтому в известных условиях при достаточной длительности воздействия напряжения может произойти пробой и при напряжениях менее 250 е. Таким образом, на кривой £пр= = /(т) при постоянном напряжении в отличие от переменного можно ожидать непрерывное снижение Епр с асимптотическим приближением к оси абсцисс, а не к некоторому определенному значению £„• В биологарифмическом масштабе зависимость Епр = fit) выражается падающей прямой линией, т. е. может быть выражена уравнением lgEnplgA-n\g (1-17) Епр = Ах-". (1-18) Это выражение часто представляют также в форме - = - (1-19) Для пропитанной бумаги /л = 4 -н 6 (в среднем 5 - закон пятой степени), а для титановой керамики т - 8 - 9; однако пользоваться этими значениями допустимо только в известных пределах времени старения.  в этих условиях допустимое значение Ер следует устанавливать с известным запасом к длительному значению Е„р при данном значении срока службы конденсатора. Для этого, желательно иметь всю кривую старения - «кривую жизни»- рассматриваемого типа конденсатора, или те значения, при которых обеспечивается требуемый.срок службы, например 10 ООО ч. Для определения хотя бы одной точки на «кривой жизни» необходимо поставить на испытание партию однотипных конденсаторов при одном и том же з-начении напряженности поля и определить для каждого из них время, „необходимое для его пробоя. При сравнительных испыта- . ниях по этим значениям берут среднее и получают точку для построения «кривой жизни» с координатами Тср и Е, где Е - заданное значение напряженности поля. Однако для расчета величина Тср мало что дает, так как это то время, при котором при напряженности Е пробьется около половины конденсаторов; какой запас надо взять по отношению к Е, чтобы конденсаторы проработали время Тср не пробиваясь, остается неясным. Поэтому практически следует брать относительно большую партию однотипных образцов, порядка 50-100 шт.. (тогда пробой одного образца означает выход из строя 2-4-1% от партии), и построить кривую распределения сроков службы образцов для пробоя в виде интегральной кривой вероятности пробоя (рис. 6). При Гмакс пробивается вся партия (100%-пая вероятность пробоя), под Тср обычно понимают время, соответствующее пробою 50% партии. Минимальный срок службы мин соответствует промежутку вре- мени, после которого начинается более или менее массовый выход конденсаторов из строя. При временах менее Tm„» возможны отдельные пробои, носящие случайный характер.. При малых толщинах диэлектрика гарантировать отсутствие таких пробоев нельзя, так как они не могут быть полностью устранены испытанием конденсаторов на пробой кратковременным приложением повышенного испытатель- Рис. 6. Кривая зависимости интегральной вероятности пробоя от времени воздействия напряжения. 0 1 2 3 4 5 [ 6 ] 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 |